ストップ フロー マイクロ チューブ炉の有機変換の開発のための利用

この実験の全体的な目標は、連続フロー反応器とバッチ反応器の両方の要素を組み合わせたストップフローマイクロチューブ反応器プラットフォームを使用して反応をスクリーニングすることです。この技術は、連続的なマイクロチューブフローシステムが小規模な反応だけでなく、反応スクリーニングにも効率的ではないという問題を克服するために発明しました。当社のストップフローマイクロチューブ反応器システムと連続マイクロチューブ反応システムの違いは、当社のシステムでは各マイクロチューブの前後に2つのバルブがあることです。

この技術の主な利点は、環境に優しく、安全で、反応スクリーニングに使いやすく、従来のベンチリアクターよりも効率的ですが、有機的な形質転換を伴うことです。ストップフローマイクロチューブリアクターを調製するには、300センチメートルの高純度PFAチューブを狭いリングに包みます。チューブを結束バンドで固定します。

そして、両端に遮断弁を取り付けます。SFMT反応器は簡単に作ることができますので、スクリーニングする条件ごとにSMFT反応を準備するだけです。リアクターを20psiの背圧レギュレーターと、ニードルバルブを介してアセチレンガスタンクに接続された低圧Tフィッティングに接続します。

背圧調整服の端をアセトンに浸します。次に、58.5ミリグラムの4-ヨードアニソールを、攪拌子付きの10mlの丸底フラスコに入れます。フラスコに、8.5ミリグラムの塩化ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、1ミリグラムのヨウ化銅、80マイクロリットルのDIPEA、および2.5ミリリットルのジメチルスルホキシドを追加します。

フラスコをゴム製のセプタムで栓し、室温で混合物を攪拌し始めます。アラガンを充填したバルーンを使用して、攪拌しながら混合物を15分間ガス抜きします。脱気が終了したら、ベントニードルを取り外し、次にバルーンアセンブリを取り外します。

次に、短尺の高純度PFAチューブとルアーニードルフィッティングを使用して、8ミリリットルのステンレス製シリンジに長い針を装備します。針を中隔を通してフラスコの底に挿入します。そして、反応液をシリンジに引き込みます。

注射器を針から外します。シリンジをシリンジポンプに固定し、シリンジをSMFTリアクターとアセチレンガスを結合するTフィッティングに接続します。背圧レギュレーターで気泡が観察されるまで、チューブをアセチレンガスでパージします。

次に、反応混合物を毎分300マイクロリットルで反応器に充填し始めます。ニードルバルブを使用して、Tフィッティングとリアクターインレットシャットオフバルブの間の液体と気体の比率が1対1になるまでアセチレン流量を調整します。反応混合物全体がチューブに装填され、混合物が背圧レギュレーター出口から漏れ始めたら、反応器出口遮断弁を閉じます。

反応混合物が反応器内で動かなくなるまで、反応器をアセチレンで加圧します。次に、リアクターインレットシャットオフバルブとニードルバルブを閉じます。リアクターをシステムから切り離し、シャットオフバルブにオイルが入らないように注意しながら、目的の反応温度に加熱したシリコーンオイルバスに入れます。

反応器をオイルバスに1時間放置します。次に、ヘキシンを使用して、反応器からシリコーンオイルをすすぎます。8ミリリットルのステンレス製シリンジを使用して、反応混合物を反応器から20ミリリットルのバイアルに押し込みます。

残留物を4ミリリットルのジエチルエーテルでバイアルに洗い流します。混合物を4ミリリットルの飽和塩化アンモニウム水溶液で洗浄し、生成物を1.5ミリリットルのジエチルエーテルに抽出します。GC-MSで収量を決定します。

システムを洗浄するには、シリンジポンプを使用して、次の反応で使用する溶媒でチューブを洗浄します。システムを窒素ガスで20分間乾燥させます。SFMTリアクターを建設するには、340センチメートルの高純度PFAチューブをリングに巻き付け、両端を遮断弁で取り付けます。

次に、反応用の試薬を10ミリリットルのバイアルに混ぜ合わせ、バイアルをシリコンセプタムエンドキャップで密封します。混合物をアラガンバルーンで15分間脱気します。脱気後、針を取り外してください。

ピークユニオン本体を使用して反応器をアルガンガスラインに接続し、反応器のアルゴンを5分間パージします。次に、両方の反応器の遮断弁を閉じて、アルゴンの雰囲気を維持します。次に、3ミリリットルの注射器に長い針を装備します。

バイアルの中隔に穴を開け、予め混合した反応混合物をシリンジに引き込みます。次に、シリンジを反転させ、すべての気泡が排出されるまでプランジャーを軽くたたいて、シリンジに反応混合物だけを残します。シリンジを静かに振って均質性を確保します。

ルアーアダプターを使用して、シリンジをSFMTリアクターに接続します。両方のシャットオフバルブを開き、反応混合物を手動またはシリンジポンプを使用して反応器に導入します。両方のシャットオフバルブを閉じ、リアクタを青色LEDストリップの中央に置きます。

必要に応じて、混合物を5〜48時間放出します。次に、3ミリリットルの注射器を使用して、反応混合物をきれいな丸底フラスコに押し込みます。残留物を過剰なジエチルエーテルでフラスコにすすぎ、粗製品を取得します。

製品を濃縮し、プロトンNMR分析で、内部標準物質として適切な量の1,3,5トリメトキシベンゼンを添加することにより、転化率を決定します。まず、300cmの高純度PFAチューブを細いリングに巻き付け、両端をシャットオフバルブで取り付けます。原子炉を背圧レギュレーターに接続し、ニードルバルブと直列のTフィッティングとアセチレンガスタンクに接続します。

次に、不活性雰囲気下で、試薬と3ミリリットルのアセトニトリルを10ミリリットルのバイアルに溶解します。バイアルをキャップとシリコンセプタムで密封します。アルゴンとの反応混合物を氷浴中で10分間脱気します。

次に、ガスとベントニードルを取り出し、56マイクロリットルのDIPEAを混合物に取り出します。混合物を氷浴でさらに5分間脱気します。終了したら針を外します。

次に、反応混合物を長い針を取り付けた8ミリリットルのステンレス鋼注射器に引き込みます。シリンジをシリンジポンプに取り付け、シリンジをSFMTアセンブリのTフィッティングに接続します。チューブをアセチレンガスでパージします。

次に、混合物を毎分100マイクロリットルでチューブにポンプで送り始めます。アセチレンの流量を調整して、ガスと液体の比率が 2 対 1 になるように調整し、T フィッティングとリアクター入口シャットオフバルブの間のチューブを確保します。反応混合物が反応器に完全に格納されたら、反応器出口遮断弁を閉じます。

混合物がチューブに固定されるまで、反応器を加圧します。次に、リアクターインレットシャットオフバルブとニードルバルブを閉じます。リアクターを青色LEDライトの下に配置された加熱ウォーターバスに移し、バルブを水面上に保ちます。

混合物を3時間反応させます。次に、反応混合物を丸底フラスコに移し、チューブを余分なジエチルエーテルですすいでください。反応混合物を濃縮して粗生成物を得る。

フッ素19 MNR分析で製品比を決定します。4種類のアヨトアニソールとアセチレンガスとのソノガシラカップリングを、複数のSFMT反応器を用いて11の異なる条件で評価し、並列最適なSMFT条件により、従来のバッチ反応器よりも良好な変換率と選択性が得られました。さらに、SFMTスクリーニングは3時間未満で完了しました。

テトラメチルエチレンとベンジリジンメラニトリルの写真媒介形質転換を、SFMT反応器でバッチで行いました。SFMT反応はわずか5時間で完了しましたが、バッチ反応は18時間かかりました。この反応時間の短縮は、マイクロチューブ内の試薬に散乱する均質な光の増加の結果である可能性があります。

光酸化還元触媒の原料としてのアセチレンガスの利用は、SFMT反応器でバッチでテストされました。バッチ反応では 5% 未満のコンバージョンが得られましたが、SFMT 反応では 97% のコンバージョンが観察されました。これは、密閉されたマイクロチューブ反応器で達成される高温でのアセチレンガスとアサイトニトリルの溶解度の増加に起因していました。

SFMTは、反応容器としてマイクロチューブを使用した最高の反応器です。ポンプは、これらの反応器に試薬を導入するために使用されます。この手法では、反応時間はマイクロチューブの長さによって制限されません。

成功したSFMT反応は、連続流速と生産に簡単に変換できます。SFMTは、変換の推測と光の促進による効率の向上のために、少量の試薬のみを必要とします。また、特に高圧条件下でのより安全な可燃性ガスの使用も可能になります。

SFMTリアクターには多くの利点があります SFMTリアクターは、バッチリアクターのアクセス可能な条件を提供し、連続フローリアクターからの多くの制限を回避します。したがって、はラボにとって重要な補完的な方法であることが証明されています。